Trong phần này trình bày về giao thức IPv4 (để cho thuận tiện ta viết IP có nghĩa là đề cập đến IPv4).
Mục đích chính của IP là cung cấp khả năng kết nối các mạng con thành liên mạng để truyền dữ liệu. IP cung cấp các chức năng chính sau:
- Định nghĩa cấu trúc các gói dữ liệu là đơn vị cơ sở cho việc truyền dữ liệu trên Internet.
- Định nghĩa phương thức đánh địa chỉ IP.
- Truyền dữ liệu giữa tầng vận chuyển và tầng mạng .
- Định tuyến để chuyển các gói dữ liệu trong mạng.
- Thực hiện việc phân mảnh và hợp nhất (fragmentation -reassembly) các gói dữ liệu và nhúng / tách chúng trong các gói dữ liệu ở tầng liên kết.
26 trang |
Chia sẻ: tlsuongmuoi | Lượt xem: 2623 | Lượt tải: 3
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Chức năng chính của - Giao thức liên mạng IP(v4), để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
tin máy tính hiện nay như IEEE 802.X dùng trong mạng cục bộ, CCITT X25
dùng cho mạng diện rộng và đặc biệt là họ giao thức chuẩn của ISO (tổ chức
tiêu chuẩn hóa quốc tế) dựa trên mô hình tham chiếu bảy tầng cho việc nối kết
các hệ thống mở. Gần đây, do sự xâm nhập của Internet vào Việt nam, chúng ta
được làm quen với họ giao thức mới là TCP/IP mặc dù chúng đã xuất hiện từ
hơn 20 năm trước đây.
TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol) TCP/IP là một họ
giao thức cùng làm việc với nhau để cung cấp phương tiện truyền thông liên
mạng được hình thành từ những năm 70.
Đến năm 1981, TCP/IP phiên bản 4 mới hoàn tất và được phổ biến rộng
rãi cho toàn bộ những máy tính sử dụng hệ điều hành UNIX. Sau này Microsoft
cũng đã đưa TCP/IP trở thành một trong những giao thức căn bản của hệ điều
hành Windows 9x mà hiện nay đang sử dụng.
Đến năm 1994, một bản thảo của phiên bản IPv6 được hình thành với sự cộng
tác của nhiều nhà khoa học thuộc các tổ chức Internet trên thế giới để cải tiến
những hạn chế của IPv4.
Khác với mô hình ISO/OSI tầng liên mạng sử dụng giao thức kết nối
mạng "không liên kết" (connectionless) IP, tạo thành hạt nhân hoạt động của
Internet. Cùng với các thuật toán định tuyến RIP, OSPF, BGP, tầng liên mạng
IP cho phép kết nối một cách mềm dẻo và linh hoạt các loại mạng "vật lý" khác
nhau như: Ethernet, Token Ring , X.25...
Giao thức trao đổi dữ liệu "có liên kết" (connection - oriented) TCP
được sử dụng ở tầng vận chuyển để đảm bảo tính chính xác và tin cậy việc trao
đổi dữ liệu dựa trên kiến trúc kết nối "không liên kết" ở tầng liên mạng IP.
Các giao thức hỗ trợ ứng dụng phổ biến như truy nhập từ xa (telnet),
chuyển tệp (FTP), dịch vụ World Wide Web (HTTP), thư điện tử (SMTP), dịch
vụ tên miền (DNS) ngày càng được cài đặt phổ biến như những bộ phận cấu
thành của các hệ điều hành thông dụng như UNIX (và các hệ điều hành chuyên
dụng cùng họ của các nhà cung cấp thiết bị tính toán như AIX của IBM, SINIX
của Siemens, Digital UNIX của DEC), Windows9x/NT, Novell Netware,...
47
Giáo trình đào tạo Quản trị mạng và các thiết bị mạng
Trung tâm Điện toán Truyền số liệu KV1
OSI
Application
Presentation
TCP/IP
DNS SMTP
Application
TELNETFTP
Session
UDPTCPTransprort
RARP
IGMP
ARP
IP
ICMP
Network
Data link Protocols defined by the underlying networks
Physical
Hình 2.1 Mô hình OSI và mô hình kiến trúc của TCP/IP
Như vậy, TCP tương ứng với lớp 4 cộng thêm một số chức năng của lớp
5 trong họ giao thức chuẩn ISO/OSI. Còn IP tương ứng với lớp 3 của mô hình
OSI.
Trong cấu trúc bốn lớp của TCP/IP, khi dữ liệu truyền từ lớp ứng dụng cho đến
lớp vật lý, mỗi lớp đều cộng thêm vào phần điều khiển của mình để đảm bảo
cho việc truyền dữ liệu được chính xác. Mỗi thông tin điều khiển này được gọi
là một header và được đặt ở trước phần dữ liệu được truyền. Mỗi lớp xem tất
cả các thông tin mà nó nhận được từ lớp trên là dữ liệu, và đặt phần thông tin
điều khiển header của nó vào trước phần thông tin này. Việc cộng thêm vào
các header ở mỗi lớp trong quá trình truyền tin được gọi là encapsulation. Quá
trình nhận dữ liệu diễn ra theo chiều ngược lại: mỗi lớp sẽ tách ra phần header
trước khi truyền dữ liệu lên lớp trên.
48
Giáo trình đào tạo Quản trị mạng và các thiết bị mạng
Trung tâm Điện toán Truyền số liệu KV1
Mỗi lớp có một cấu trúc dữ liệu riêng, độc lập với cấu trúc dữ liệu được
dùng ở lớp trên hay lớp dưới của nó. Sau đây là giải thích một số khái niệm
thường gặp.
Stream là dòng số liệu được truyền trên cơ sở đơn vị số liệu là Byte.
Số liệu được trao đổi giữa các ứng dụng dùng TCP được gọi là stream,
trong khi dùng UDP, chúng được gọi là message.
Mỗi gói số liệu TCP được gọi là segment còn UDP định nghĩa cấu trúc
dữ liệu của nó là packet.
Lớp Internet xem tất cả các dữ liệu như là các khối và gọi là datagram.
Bộ giao thức TCP/IP có thể dùng nhiều kiểu khác nhau của lớp mạng dưới
cùng, mỗi loại có thể có một thuật ngữ khác nhau để truyền dữ liệu.
Phần lớn các mạng kết cấu phần dữ liệu truyền đi dưới dạng các packets hay là
các frames.
Application Stream
Transport Segment/datagram
Internet Datagram
Network Access Frame
Cấu trúc dữ liệu tại các lớp của TCP/IP
Lớp truy nhập mạng
Network Access Layer là lớp thấp nhất trong cấu trúc phân bậc của
TCP/IP. Những giao thức ở lớp này cung cấp cho hệ thống phương thức để
truyền dữ liệu trên các tầng vật lý khác nhau của mạng. Nó định nghĩa cách
thức truyền các khối dữ liệu (datagram) IP. Các giao thức ở lớp này phải biết
chi tiết các phần cấu trúc vật lý mạng ở dưới nó (bao gồm cấu trúc gói số liệu,
cấu trúc địa chỉ...) để định dạng được chính xác các gói dữ liệu sẽ được truyền
trong từng loại mạng cụ thể.
So sánh với cấu trúc OSI/OSI, lớp này của TCP/IP tương đương với hai
lớp Datalink, và Physical.
49
Giáo trình đào tạo Quản trị mạng và các thiết bị mạng
Trung tâm Điện toán Truyền số liệu KV1
Chức năng định dạng dữ liệu sẽ được truyền ở lớp này bao gồm việc
nhúng các gói dữ liệu IP vào các frame sẽ được truyền trên mạng và việc ánh
xạ các địa chỉ IP vào địa chỉ vật lý được dùng cho mạng.
Lớp liên mạng
Internet Layer là lớp ở ngay trên lớp Network Access trong cấu trúc
phân lớp của TCP/IP. Internet Protocol là giao thức trung tâm của TCP/IP và là
phần quan trọng nhất của lớp Internet. IP cung cấp các gói lưu chuyển cơ bản
mà thông qua đó các mạng dùng TCP/IP được xây dựng.
I.1.2. Chức năng chính của - Giao thức liên mạng IP(v4)
Trong phần này trình bày về giao thức IPv4 (để cho thuận tiện ta viết IP
có nghĩa là đề cập đến IPv4).
Mục đích chính của IP là cung cấp khả năng kết nối các mạng con thành
liên mạng để truyền dữ liệu. IP cung cấp các chức năng chính sau:
- Định nghĩa cấu trúc các gói dữ liệu là đơn vị cơ sở cho việc truyền dữ liệu
trên Internet.
- Định nghĩa phương thức đánh địa chỉ IP.
- Truyền dữ liệu giữa tầng vận chuyển và tầng mạng .
- Định tuyến để chuyển các gói dữ liệu trong mạng.
- Thực hiện việc phân mảnh và hợp nhất (fragmentation -reassembly) các gói
dữ liệu và nhúng / tách chúng trong các gói dữ liệu ở tầng liên kết.
I.2. Địa chỉ IP
Sơ đồ địa chỉ hoá để định danh các trạm (host) trong liên mạng được gọi
là địa chỉ IP. Mỗi địa chỉ IP có độ dài 32 bits (đối với IP4) được tách thành 4
vùng (mỗi vùng 1 byte), có thể được biểu thị dưới dạng thập phân, bát phân,
thập lục phân hoặc nhị phân. Cách viết phổ biến nhất là dùng ký pháp thập
phân có dấu chấm để tách giữa các vùng. Mục đích của địa chỉ IP là để định
danh duy nhất cho một host bất kỳ trên liên mạng.
50
Giáo trình đào tạo Quản trị mạng và các thiết bị mạng
Trung tâm Điện toán Truyền số liệu KV1
Có hai cách cấp ch ta kết nối mạng.
Nếu mạng của ta kết
NIC (Network Inform
người quản trị mạng
được cấp phát bởi ngư
Khuôn dạng đị
nhất bởi một địa chỉ có
<
- Phần định dan
- Phần định dan
Ví dụ 128.4.70.
Do tổ chức và đ
người ta chia các địa c
xác định trên hình 2.2.
Các bit đầu tiên
lớp A; 10 lớp B; 110 l
- Lớp A cho ph
tối đa 16 triệu host (3
cho các mạng có số t
bits? Lí do đầu tiên, 1
đầu tiên của byte đầu
(network number. hos
126 cho vùng đầu, 1 đ
Giáo trình đào tạo Quản trị mạng và các thiết bị mạng
Trung tâm Điện toán Truy phát địa chỉ IP, nó phụ thuộc vào cá
nối vào mạng Internet, địa mạng chỉ được xác nhận bởi
ation Center). Nếu mạng của ta không kết nối Internet,
sẽ cấp phát địa chỉ IP cho mạng này. Còn các host ID
ời quản trị mạng.
a chỉ IP: mỗi host trên mạng TCP/IP được định danh duy
khuôn dạng
Network Number, Host number>
h địa chỉ mạng Network Number
h địa chỉ các trạm làm việc trên mạng đó Host Number
9 là một địa chỉ IP
ộ lớn của các mạng con của liên mạng có thể khác nhau,
hỉ IP thành 5 lớp ký hiệu A,B,C, D, E với cấu trúc được
của byte đầu tiên được dùng để định danh lớp địa chỉ (0-
ớp C; 1110 lớp D; 11110 lớp E).
ép định danh tới 126 mạng (sử dụng byte đầu tiên), với
byte còn lại, 24 bits) cho mỗi mạng. Lớp này được dùng
rạm cực lớn. Tại sao lại có 126 mạng trong khi dùng 8
27.x (01111111) dùng cho địa chỉ loopback, thứ 2 là bit
tiên bao giờ cũng là 0, 1111111(127). Dạng địa chỉ lớp A
t.host.host). Nếu dùng ký pháp thập phân cho phép 1 đến
ến 255 cho các vùng còn lại.
51
Hình 14. Cách đánh địa chỉ TCP/IP
ền số liệu KV1
- Lớp B cho phép định danh tới 16384 mạng
(10111111.11111111.host.host), với tối đa 65535 host trên mỗi mạng. Dạng
của lớp B (network number. Network number.host.host). Nếu dùng ký pháp
thập phân cho phép 128 đến 191 cho vùng đầu, 1 đến 255 cho các vùng còn lại
- Lớp C cho phép định danh tới 2.097.150 mạng và tối đa 254 host cho
mỗi mạng. Lớp này được dùng cho các mạng có ít trạm. Lớp C sử dụng 3 bytes
đầu định danh địa chỉ mạng (110xxxxx). Dạng của lớp C (network number.
Network number.Network number.host). Nếu dùng dạng ký pháp thập phân
cho phép 129 đến 233 cho vùng đầu và từ 1 đến 255 cho các vùng còn lại.
- Lớp D dùng để gửi IP datagram tới một nhóm các host trên một mạng.
Tất cả các số lớn hơn 233 trong trường đầu là thuộc lớp D
- Lớp E dự phòng để dùng trong tương lai
Như vậy địa chỉ mạng cho lớp: A: từ 1 đến 126 cho vùng đầu tiên, 127 dùng
cho địa chỉ loopback, B từ 128.1.0.0 đến 191.255.0.0, C từ 192.1.0.0 đến
233.255.255.0
Ví dụ:
192.1.1.1 địa chỉ lớp C có địa chỉ mạng 192.1.1.0, địa chỉ host là 1
200.6.5.4 địa chỉ lớp C có địa chỉ mạng 200.6.5, địa chỉ mạng là 4
150.150.5.6 địa chỉ lớp B có địa chỉ mạng 150.150.0.0, địa chỉ host là
5.6
9.6.7.8 địa chỉ lớp A có địa chỉ mạng 9.0.0.0, địa chỉ host là 6.7.8
128.1.0.1 địa chỉ lớp B có địa chỉ mạng 128.1.0.0, địa chỉ host là 0.1
Subneting
Trong nhiều trường hợp, một mạng có thể được chia thành nhiều
mạng con (subnet), lúc đó có thể đưa thêm các vùng subnetid để định
danh các mạng con. Vùng subnetid được lấy từ vùng hostid, cụ thể đối
với 3 lớp A, B, C như sau:
52
Giáo trình đào tạo Quản trị mạng và các thiết bị mạng
Trung tâm Điện toán Truyền số liệu KV1
Netid Subnetid hostid Lớp A
Netid Subnetid hostid
0 7 8 15 16 23 24 31
Lớp B
Netid Subnetid hostid
0 7 8 15 16 23 24 26 27 31
Lớp C
Hình 2.5 Bổ sung vùng subnetid
Ví dụ:
17.1.1.1 địa chỉ lớp A có địa chỉ mạng 17, địa chỉ subnet 1, địa chỉ host
1.1
129.1.1.1 địa chỉ lớp B có địa chỉ mạng 129.1, địa chỉ subnet 1, địa chỉ host 1.
I.3. Cấu trúc gói dữ liệu IP
IP là giao thức cung cấp dịch vụ truyền thông theo kiểu “không liên kết”
(connectionless). Phương thức không liên kết cho phép cặp trạm truyền nhận
không cần phải thiết lập liên kết trước khi truyền dữ liệu và do đó không cần
phải giải phóng liên kết khi không còn nhu cầu truyền dữ liệu nữa. Phương
thức kết nối "không liên kết" cho phép thiết kế và thực hiện giao thức trao đổi
dữ liệu đơn giản (không có cơ chế phát hiện và khắc phục lỗi truyền). Cũng
chính vì vậy độ tin cậy trao đổi dữ liệu của loại giao thức này không cao.
Các gói dữ liệu IP được định nghĩa là các datagram. Mỗi datagram có
phần tiêu đề (header) chứa các thông tin cần thiết để chuyển dữ liệu (ví dụ địa
chỉ IP của trạm đích). Nếu địa chỉ IP đích là địa chỉ của một trạm nằm trên
cùng một mạng IP với trạm nguồn thì các gói dữ liệu sẽ được chuyển thẳng tới
đích; nếu địa chỉ IP đích không nằm trên cùng một mạng IP với máy nguồn thì
các gói dữ liệu sẽ được gửi đến một máy trung chuyển, IP gateway để chuyển
tiếp. IP gateway là một thiết bị mạng IP đảm nhận việc lưu chuyển các gói dữ
liệu IP giữa hai mạng IP khác nhau. Hình 2.3 mô tả cấu trúc gói số liệu IP.
53
Giáo trình đào tạo Quản trị mạng và các thiết bị mạng
Trung tâm Điện toán Truyền số liệu KV1
- VER (4 bits) : chỉ Version hiện hành của IP được cài đặt.
- IHL (4 bits) : chỉ độ dài phần tiêu đề (Internet Header Length) của datagram,
tính theo đơn vị word (32 bits). Nếu không có trường này thì độ dài mặc định
của phần tiêu đề là 5 từ.
- Type of service (8 bits): cho biết các thông tin về loại dịch vụ và mức ưu tiên
của gói IP, có dạng cụ thể như sau:
Precedence D T R Unused
Trong đó:
Precedence (3 bits): chỉ thị về quyền ưu tiên gửi datagram, cụ thể là:
111 Network Control (cao nhất) 011- flash
110 Internetwork Control 010 Immediate
101 CRITIC/ECP 001 Priority
100 Flas Override 000 Routine (thấp nhất)
D (delay) (1 bit) : chỉ độ trễ yêu cầu
D=0 độ trễ bình thường, D=1 độ trễ thấp
T (Throughput) (1 bit) : chỉ số thông lượng yêu cầu
T=1 thông lượng bình thường
T=1 thông lượng cao
R (Reliability) (1 bit): chỉ độ tin cậy yêu cầu
R=0 độ tin cậy bình thường
R=1 độ tin cậy cao
- Total Length (16 bits): chỉ độ dài toàn bộ datagram, kể cả phần header (tính
theo đơn vị bytes), vùng dữ liệu của datagram có thể dài tới 65535 bytes.
- Identification (16 bits) : cùng với các tham số khác như (Source Address và
Destination Address) tham số này dùng để định danh duy nhất cho một
datagram trong khoảng thời gian nó vẫn còn trên liên mạng
54
Giáo trình đào tạo Quản trị mạng và các thiết bị mạng
Trung tâm Điện toán Truyền số liệu KV1
VERS HLEN Service type Toltal length
Identification Flags Fragment offset
Time to live Protocol Header checksum
Source IP address
Destination IP address
IP options (maybe none) Padding
IP datagram data (up to 65535 bytes)
Header
Bit 31 Bit 0
- Flags (3 bits) : liên quan đến sự phân đoạn (fragment) các datagram. Cụ thể
Hình 15. Cấu trúc gói dữ liệu TCPIP
O DF MF
Bit 0 : reserved chưa sử dụng luôn lấy giá trị 0
Bit 1 : (DF)= 0 (may fragment)
1 (Don’t Fragment)
Bit 2 : (MF)= 0 (Last Fragment)
- Fragment Offset (
tính theo đơn vị 64
một vùng dữ liệu có
- Time To Live (T
trên liên mạng để tr
được đặt lúc bắt đầ
những điểm trên đư
trị này bằng 0 trước
- Protocol (8 bits):
(hiện tại thường là T
Giáo trình đào tạo Quản trị mạng và các thiết bị mạng
Trung tâm Điện toán T 1 (More Fragment) 13 bits) : chỉ vị trí của đoạn (fragment) ở trong datagram,
bits, có nghĩa là mỗi đoạn (trừ đoạn cuối cùng) phải chứa
độ dài là bội của 64 bits.
TL-8 bits) : quy định thời gian tồn tại của một gói dữ liệu
ánh tình trạng một datagram bị quẩn trên mạng. Giá trị này
u gửi đi và sẽ giảm dần mỗi khi gói dữ liệu được xử lý tại
ờng đi của gói dữ liệu (thực chất là tại các router). Nếu giá
khi đến được đích, gói dữ liệu sẽ bị huỷ bỏ.
chỉ giao thức tầng kế tiếp sẽ nhận vùng dữ liệu ở trạm đích
CP hoặc UDP được cài đặt trên IP).
55ruyền số liệu KV1
- Header checksum (16 bits): mã kiểm soát lỗi sử dụng phương pháp CRC
(Cyclic Redundancy Check) dùng để đảm bảo thông tin về gói dữ liệu được
truyền đi một cách chính xác (mặc dù dữ liệu có thể bị lỗi). Nếu như việc kiểm
tra này thất bại, gói dữ liệu sẽ bị huỷ bỏ tại nơi xác định được lỗi. Cần chú ý là
IP không cung cấp một phương tiện truyền tin cậy bởi nó không cung cấp cho
ta một cơ chế để xác nhận dữ liệu truyền tại điểm nhận hoặc tại những điểm
trung gian. Giao thức IP không có cơ chế Error Control cho dữ liệu truyền đi,
không có cơ chế kiểm soát luồng dữ liệu (flow control).
- Source Address (32 bits): địa chỉ của trạm nguồn.
- Destination Address (32 bits): địa chỉ của trạm đích.
- Option (có độ dài thay đổi) sử dụng trong một số trường hợp, nhưng thực tế
chúng rất ít dùng. Option bao gồm bảo mật, chức năng định tuyến đặc biệt
- Padding (độ dài thay đổi): vùng đệm, được dùng để đảm bảo cho phần header
luôn kết thúc ở một mốc 32 bits
- Data (độ dài thay đổi): vùng dữ liệu có độ dài là bội của 8 bits, tối đa là 65535
bytes.
I.4. Phân mảnh và hợp nhất các gói IP
Các gói dữ liệu IP phải được nhúng trong khung dữ liệu ở tầng liên kết
dữ liệu tương ứng, trước khi chuyển tiếp trong mạng. Quá trình nhận một gói
dữ liệu IP diễn ra ngược lại. Ví dụ, với mạng Ethernet ở tầng liên kết dữ liệu
quá trình chuyển một gói dữ liệu diễn ra như sau. Khi gửi một gói dữ liệu IP
cho mức Ethernet, IP chuyển cho mức liên kết dữ liệu các thông số địa chỉ
Ethernet đích, kiểu khung Ethernet (chỉ dữ liệu mà Ethernet đang mang là của
IP) và cuối cùng là gói IP. Tầng liên kết số liệu đặt địa chỉ Ethernet nguồn là
địa chỉ kết nối mạng của mình và tính toán giá trị checksum. Trường type chỉ ra
kiểu khung là 0x0800 đối với dữ liệu IP. Mức liên kết dữ liệu sẽ chuyển khung
dữ liệu theo thuật toán truy nhập Ethernet.
Một gói dữ liệu IP có độ dài tối đa 65536 byte, trong khi hầu hết các
tầng liên kết dữ liệu chỉ hỗ trợ các khung dữ liệu nhỏ hơn độ lớn tối đa của gói
dữ liệu IP nhiều lần (ví dụ độ dài lớn nhất của một khung dữ liệu Ethernet là
56
Giáo trình đào tạo Quản trị mạng và các thiết bị mạng
Trung tâm Điện toán Truyền số liệu KV1
1500 byte). Vì vậy cần thiết phải có cơ chế phân mảnh khi phát và hợp nhất khi
thu đối với các gói dữ liệu IP.
Độ dài tối đa của một gói dữ liệu liên kết là MTU (Maximum Transmit
Unit). Khi cần chuyển một gói dữ liệu IP có độ dài lớn hơn MTU của một
mạng cụ thể, cần phải chia gói số liệu IP đó thành những gói IP nhỏ hơn để độ
dài của nó nhỏ hơn hoặc bằng MTU gọi chung là mảnh (fragment). Trong phần
tiêu đề của gói dữ liệu IP có thông tin về phân mảnh và xác định các mảnh có
quan hệ phụ thuộc để hợp thành sau này.
Ví dụ Ethernet chỉ hỗ trợ các khung có độ dài tối đa là 1500 byte. Nếu
muốn gửi một gói dữ liệu IP gồm 2000 byte qua Ethernet, phải chia thành hai
gói nhỏ hơn, mỗi gói không quá giới hạn MTU của Ethernet.
Original IP packet 1. fragment 2.fragment
04 05 00 1500
1 1 1 1 1 0 0 0
05 06 checksum
128.82.24.12
192.12.2.5
Data
1480 byte
04 05 00 520
1 1 1 1 0 0 0 0
05 06 checksum
128.82.24.12
192.12.2.5
Data
500 byte
04 05 00 2000
1 1 1 1 0 0 0 0
05 06 checksum
128.82.24.12
192.12.2.5
Data
1980 byte
Hình 16. Nguyên tắc phân mảnh gói dữ liệu
P dùng cờ MF (3 bit thấp của trường Flags trong phần đầu của gói IP) và
trường Flagment offset của gói IP (đã bị phân đoạn) để định danh gói IP đó là
một phân đoạn và vị trí của phân đoạn này trong gói IP gốc. Các gói cùng trong
chuỗi phân mảnh đều có trường này giống nhau. Cờ MF bằng 1 nếu là gói đầu
của chuỗi phân mảnh và 0 nếu là gói cuối của gói đã được phân mảnh.
Quá trình hợp nhất diễn ra ngược lại với quá trình phân mảnh. Khi IP
nhận được một gói phân mảnh, nó giữ phân mảnh đó trong vùng đệm, cho đến
khi nhận được hết các gói IP trong chuỗi phân mảnh có cùng trường định danh.
Khi phân mảnh đầu tiên được nhận, IP khởi động một bộ đếm thời gian (giá trị
57
Giáo trình đào tạo Quản trị mạng và các thiết bị mạng
Trung tâm Điện toán Truyền số liệu KV1
ngầm định là 15s). IP phải nhận hết các phân mảnh kế tiếp trước khi đồng hồ
tắt. Nếu không IP phải huỷ tất cả các phân mảnh trong hàng đợi hiện thời có
cùng trường định danh.
Khi IP nhận được hết các phân mảnh, nó thực hiện hợp nhất các gói
phân mảnh thành các gói IP gốc và sau đó xử lý nó như một gói IP bình
thường. IP thường chỉ thực hiện hợp nhất các gói tại hệ thống đích của gói.
I.5. Định tuyến IP
Có hai loại định tuyến:
- Định tuyến trực tiếp: Định tuyến trực tiếp là việc xác định đường nối giữa hai
trạm làm việc trong cùng một mạng vật lý.
- Định tuyến không trực tiếp. Định tuyến không trực tiếp là việc xác định
đường nối giữa hai trạm làm việc không nằm trong cùng một mạng vật lý và vì
vậy, việc truyền tin giữa chúng phải được thực hiện thông qua các trạm trung
gian là các gateway.
Để kiểm tra xem trạm đích có nằm trên cùng mạng vật lý với trạm
nguồn hay không, người gửi phải tách lấy phần địa chỉ mạng trong phần địa chỉ
IP. Nếu hai địa chỉ này có địa chỉ mạng giống nhau thì datagram sẽ được truyền
đi trực tiếp; ngược lại phải xác định một gateway, thông qua gateway này
chuyển tiếp các datagram.
Khi một trạm muốn gửi các gói dữ liệu đến một trạm khác thì nó phải
đóng gói datagram vào một khung (frame) và gửi các frame này đến gateway
gần nhất. Khi một frame đến một gateway, phần datagram đã được đóng gói sẽ
được tách ra và IP routing sẽ chọn gateway tiếp dọc theo đường dẫn đến đích.
Datagram sau đó lại được đóng gói vào một frame khác và gửi đến mạng vật lý
để gửi đến gateway tiếp theo trên đường truyền và tiếp tục như thế cho đến khi
datagram được truyền đến trạm đích.
Chiến lược định tuyến: Trong thuật ngữ truyền thống của TCP/IP chỉ có hai
kiểu thiết bị, đó là các cổng truyền (gateway) và các trạm (host). Các cổng
truyền có vai trò gửi các gói dữ liệu, còn các trạm thì không. Tuy nhiên khi một
trạm được nối với nhiều mạng thì nó cũng có thể định hướng cho việc lưu
chuyển các gói dữ liệu giữa các mạng và lúc này nó đóng vai trò hoàn toàn như
một gateway.
58
Giáo trình đào tạo Quản trị mạng và các thiết bị mạng
Trung tâm Điện toán Truyền số liệu KV1
Các trạm làm việc lưu chuyển các gói dữ liệu xuyên suốt qua cả bốn lớp,
trong khi các cổng truyền chỉ chuyển các gói đến lớp Internet là nơi quyết định
tuyến đường tiếp theo để chuyển tiếp các gói dữ liệu.
Các máy chỉ có thể truyền dữ liệu đến các máy khác nằm trên cùng một
mạng vật lý. Các gói từ A1 cần chuyển cho C1 sẽ được hướng đến gateway G1
và G2. Trạm A1 đầu tiên sẽ truyền các gói đến gateway G1 thông qua mạng A.
Sau đó G1 truyền tiếp đến G2 thông qua mạng B và cuối cùng G2 sẽ truyền các
gói trực tiếp đến trạm i nhau thông qua
mạng C. Trạm A1 khô
gói số liệu cho các mạ
này để định hướng tiếp
C1 trước tiên sẽ gửi cá
trạm ở trên mạng A cũ
Hình vẽ sau mô
Application
Transport
Internet
Network
Access
Network A
Host A1
Việc phân mảnh các
liệu (datagram) có thể
gói dữ liệu (datagram)
đi trong gói đơn ở trên
một đơn vị truyền cực
chính là kích thước lớn
gói dữ liệu nhận được
Giáo trình đào tạo Quản trị mạng và các thiết bị mạng
Trung tâm Điện toán TruyC1, bởi vì chúng được nối trực tiếp vớ
ng hề biết đến các gateway nằm ở sau G1. A1 gửi các
ng B và C đến gateway cục bộ G1 và dựa vào gateway
cho các gói dữ liệu đi đến đích. Theo cách này thì trạm
c gói của mình đến cho G2 và G2 sẽ gửi đi tiếp cho các
ng như ở trên mạng B.
tả việc dùng các gateway để gửi các gói dữ liệu:
Application
Transport
Internet
Network
Access Internet
Network
Internet
Network
Gateway Gateway
Network B Network C
Host C1
Hình 17. Định tuyến giữa hai hệ thống
gói dữ liệu: Trong quá trình truyền dữ liệu, một gói dữ
được truyền đi thông qua nhiều mạng khác nhau. Một
nhận được từ một mạng nào đó có thể quá lớn để truyền
một mạng khác, bởi mỗi loại cấu trúc mạng cho phép
đại (Maximum Transmit Unit - MTU), khác nhau. Đây
nhất của một gói mà chúng có thể truyền. Nếu như một
từ một mạng nào đó mà lớn hơn MTU của một mạng
59ền số liệu KV1
khác thì nó cần được phân mảnh ra thành các gói nhỏ hơn, gọi là fragment. Quá
trình này gọi là quá trình phân mảnh. Dạng của một fragment cũng giống như
dạng của một gói dữ liệu thông thường. Từ thứ hai trong phần header chứa các
thông tin để xác định mỗi fragment và cung cấp các thông tin để hợp nhất các
fragment này lại thành các gói như ban đầu. Trường identification dùng để xác
định fragment này là thuộc về gói dữ liệu nào.
I.6. Một số giao thức điều khiển
I.6.1. Giao thức ICMP
ICMP ((Internet Control Message Protocol) là một giao thức điều khiển
của mức IP, được dùng để trao đổi các thông tin điều khiển dòng số liệu, thông
báo lỗi và các thông tin trạng thái khác của bộ giao thức TCP/IP. Ví dụ:
- Điều khiển lưu lượng dữ liệu (Flow control): khi các gói dữ liệu đến
quá nhanh, thiết bị đích hoặc thiết bị định tuyến ở giữa sẽ gửi một thông điệp
ICMP trở lại thiết bị gửi, yêu cầu thiết bị gửi tạm thời ngừng việc gửi dữ liệu.
- Thông báo lỗi: trong trường hợp địa chỉ đích không tới được thì hệ
thống sẽ gửi một thông báo lỗi "Destination Unreachable".
- Định hướng lại các tuyến đường: một thiết bị định tuyến sẽ gửi một
thông điệp ICMP "định tuyến lại" (Redirect Router) để thông báo với một trạm
là nên dùng thiết bị định tuyến khác để tới thiết bị đích. Thông điệp này có thể
chỉ được dùng khi trạm nguồn ở trên cùng một mạng với cả hai thiết bị định
tuyến.
- Kiểm tra các trạm ở xa: một trạm có thể gửi một thông điệp ICMP
"Echo" để kiểm tra xem một trạm có hoạt động hay không.
Sau đây là mô tả một ứng dụng của giao thức ICMP thực hiện việc định
tuyến lại (Redirect):
Ví dụ: giả sử host gửi một gói dữ liệu IP tới Router R1. Router R1 thực
hiện việc quyết định tuyến vì R1 là router mặc định của host đó. R1 nhận gói
dữ liệu và tìm trong bảng định tuyến và nó tìm thấy một tuyến tới R2. Khi R1
gửi gói dữ liệu tới R2 thì R1 phát hiện ra rằng nó đang gửi gói dữ liệu đó ra
ngoài trên cùng một giao diện mà gói dữ liệu đó đã đến (là giao diện mạng
60
Giáo trình đào tạo Quản trị mạng và các thiết bị mạng
Trung tâm Điện toán Truyền số liệu KV1
LAN mà cả host và hai Router nối đến). Lúc này R1 sẽ gửi một thông báo
ICMP Redirect Error tới host, thông báo cho host nên gửi các gói dữ liệu tiếp
theo đến R2 thì tốt hơn.
Host
R2
(3) ICMP Redirect
(2) IP datagram
R1
Final destination
(1) IP datagram
Host
Tác dụng của ICMP Redirect là để cho mọt host với nhận biết tối thiểu
về định tuyến xây dựng lên một bảng định tuyến tốt hơn theo thời gian. Host đó
có thể bắt đầu với một tuyến mặc định (có thể R1 hoặc R2 như ví dụ trên) và
bất kỳ lần nào tuyến mặc định này được dùng với host đó đến R2 thì nó sẽ
được Router mặc định gửi thông báo Redirect để cho phép host đó cập nhật
bảng định tuyến của nó một cách phù hợp hơn. Khuôn dạng của thông điệp
ICMP redirect như sau:
0 7 8 15 16 31
type (5) Code(0-3) Checksum
Địa chỉ IP của Router mặc định
IP header (gồm option) và 8 bytes đầu của gói dữ liệu IP nguồn
Dạng thông điệp ICMP redirect
61
Giáo trình đào tạo Quản trị mạng và các thiết bị mạng
Trung tâm Điện toán Truyền số liệu KV1
Có bốn loại thông báo ICMP redirect khác nhau với các giá trị mã
(code) như bảng sau:
Code Description
0 Redirect cho mạng
1 Redirect cho host
2 Redirect cho loại dịch vụ (TOS) và mạng
3 Redirect cho loại dịch vụ và host
Các loại định hướng lại của gói dữ liệu ICMP
Redirect chỉ xảy ra khi cả hai Router R1 và R2 cùng nằm trên một mạng
với host nhận direct đó.
I.6.2. Giao thức ARP và giao thức RARP
Địa chỉ IP được dùng để định danh các host và mạng ở tầng mạng của
mô hình OSI, chúng không phải là các địa chỉ vật lý (hay địa chỉ MAC) của các
trạm đó trên một mạng cục bộ (Ethernet, Token Ring,...). Trên một mạng cục
bộ hai trạm chỉ có thể liên lạc với nhau nếu chúng biết địa chỉ vật lý của nhau.
Như vậy vấn đề đặt ra là phải thực hiện ánh xạ giữa địa chỉ IP (32 bits) và địa
chỉ vật lý (48 bits) của một trạm. Giao thức ARP (Address Resolution Protocol)
đã được xây dựng để chuyển đổi từ địa chỉ IP sang địa chỉ vật lý khi cần thiết.
Ngược lại, giao thức RARP (Reverse Address Resolution Protocol) được dùng
để chuyển đổi địa chỉ vật lý sang địa chỉ IP. Các giao thức ARP và RARP
không phải là bộ phận của IP mà IP sẽ dùng đến chúng khi cần.
Giao thức ARP
Giao thức TCP/IP sử dụng ARP để tìm địa chỉ vật lý của trạm đích. Ví dụ khi
cần gửi một gói dữ liệu IP cho một hệ thống khác trên cùng một mạng vật lý
Ethernet, hệ thông gửi cần biết địa chỉ Ethernet của hệ thống đích để tầng liên kết dữ
liệu xây dựng khung gói dữ liệu.
62
Giáo trình đào tạo Quản trị mạng và các thiết bị mạng
Trung tâm Điện toán Truyền số liệu KV1
Thông thường, mỗi hệ thống lưu giữ và cập nhật bảng thích ứng địa chỉ
IP-MAC tại chỗ (còn được gọi là bảng ARP cache). Bảng thích ứng địa chỉ
được cập nhật bởi người quản trị hệ thống hoặc tự động bởi giao thức ARP sau
mỗi lần ánh xạ được một địa chỉ thích ứng mới. Khuôn dạng của gói dữ liệu
ARP được mô tả trong hình
0 31
Data link type Network type
Hlen plen Opcode
Sender data link (6byte for Ethernet)
Sender network (4 byte for IP)
Tagret data link (6 byte)
Tagret network (4 byte)
Check sume
Mô tả khuôn dạng của gói ARP
- Data link type: cho biết loại công nghệ mạng mức liên kết (ví dụ đối
với mạng Ethernet trường này có giá trị 01).
- Network type: cho biết loại mạng (ví dụ đối với mạng IPv4, trường
này có giá trị 080016).
- Hlen (hardware length): độ dài địa chỉ mức liên kết (6 byte).
- Plen (Protocol length): cho biết độ dài địa chỉ mạng (4 byte)
- Opcode (operation code): mã lệnh yêu cầu: ; mã lệnh trả lời .
- Sender data link: địa chỉ mức liên kết của thiết bị phát gói dữ liệu này.
- Sender network : địa chỉ IP của thiết bị phát.
- Tagret data link: trong yêu cầu đây là địa chỉ mức liên kết cần tìm
(thông thường được điền 0 bởi thiết bị gửi yêu cầu); trong trả lời đây là địa chỉ
mức liên kết của thiết bị gửi yêu cầu.
- Tagret network : trong yêu cầu đây là địa chỉ IP mà địa chỉ mức liên
kết tương ứng cần tìm; trong trả lời đây là địa chỉ IP của thiết bị gửi yêu cầu.
Mỗi khi cần tìm thích ứng địa chỉ IP - MAC, có thể tìm địa chỉ MAC
tương ứng với địa IP đó trước tiên trong bảng địa chỉ IP - MAC ở mỗi hệ
63
Giáo trình đào tạo Quản trị mạng và các thiết bị mạng
Trung tâm Điện toán Truyền số liệu KV1
thống. Nếu không tìm thấy, có thể sử dụng giao thức ARP để làm việc này.
Trạm làm việc gửi yêu cầu ARP (ARP_Request) tìm thích ứng địa chỉ IP -
MAC đến máy phục vụ ARP - server. Máy phục vụ ARP tìm trong bảng thích
ứng địa chỉ IP - MAC của mình và trả lời bằng ARP_Response cho trạm làm
việc. Nếu không, máy phục vụ chuyển tiếp yêu cầu nhận được dưới dạng quảng
bá cho tất cả các trạm làm việc trong mạng. Trạm nào có trùng địa chỉ IP được
yêu cầu sẽ trả lời với địa chỉ MAC của mình. Tóm lại tiến trình của ARP được
mô tả như sau
Tiến trình ARP
129.1.1.1
IP
ARP request
IP
ARP requestIP
ARP request
1
2,5 4
1. IP yêu cầu địa chỉ MAC.
2. Tìm kiếm trong bảng ARP.
3. Nếu tìm thấy sẽ trả lại địa chỉ MAC.
4. Nếu không tìm thấy, tạo gói ARP yêu cầu và gửi tới tất cả các trạm.
5. Tuỳ theo gói dữ liệu trả lời, ARP cập nhật vào bảng ARP và gửi địa
chỉ MAC đó cho IP.
Giao thức RARP
Reverse ARP (Reverse Address Resolution Protocol) là giao thức giải
thích ứng địa chỉ AMC - IP. Quá trình này ngược lại với quá trình giải thích
ứng địa chỉ IP - MAC mô tả ở trên, nghĩa là cho trước địa chỉ mức liên kết, tìm
địa chỉ IP tương ứng.
64
Giáo trình đào tạo Quản trị mạng và các thiết bị mạng
Trung tâm Điện toán Truyền số liệu KV1
I.2. Giao thức lớp chuyển tải (Transport Layer)
I.2.1. Giao thức TCP
TCP (Transmission Control Protocol) là một giao thức “có liên kết”
(connection - oriented), nghĩa là cần thiết lập liên kết (logic), giữa một cặp thực
thể TCP trước khi chúng trao đổi dữ liệu với nhau.
TCP cung cấp khả năng truyền dữ liệu một cách an toàn giữa các máy
trạm trong hệ thống các mạng. Nó cung cấp thêm các chức năng nhằm kiểm tra
tính chính xác của dữ liệu khi đến và bao gồm cả việc gửi lại dữ liệu khi có lỗi
xảy ra. TCP cung cấp các chức năng chính sau:
1. Thiết lập, duy trì, kết thúc liên kết giữa hai quá trình.
2. Phân phát gói tin một cách tin cậy.
3. Đánh số thứ tự (sequencing) các gói dữ liệu nhằm truyền dữ liệu một
cách tin cậy.
4. Cho phép điều khiển lỗi.
5. Cung cấp khả năng đa kết nối với các quá trình khác nhau giữa trạm
nguồn và trạm đích nhất định thông qua việc sử dụng các cổng.
6. Truyền dữ liệu sử dụng cơ chế song công (full-duplex).
I.2.2 Cấu trúc gói dữ liệu TCP
0 31
Khuôn dạng của TCP segment
Source port Destination port
Sequence number
Acknowledgment number
Data Resersed U A P R S F
Offset R C S S Y I Window
G K H T N N
Checksum Urgent pointer
Options Padding
TCP data
65
Giáo trình đào tạo Quản trị mạng và các thiết bị mạng
Trung tâm Điện toán Truyền số liệu KV1
- Source port (16 bits) : số hiệu cổng của trạm nguồn
- Destination port (16 bits) : số hiệu cổng của trạm đích
- Sequence Number (32 bits): số hiệu của byte đầu tiên của segment trừ khi bit
SYN được thiết lập. Nếu bit SYN được thiết lập thì Sequence Number là số
hiệu tuần tự khởi đầu (ISN) và byte dữ liệu đầu tiên là ISN +1.
- Acknowlegment: vị trí tương đối của byte cuối cùng đã nhận đúng bởi thực
thể gửi gói ACK cộng thêm 1. Giá trị của trường này còn được gọi là số tuần tự
thu. Trường này được kiểm tra chỉ khi bit ACK=1.
- Data offset (4 bits) : số tượng từ 32 bit trong TCP header. Tham số này chỉ ra
vị trí bắt đầu của vùng dữ liệu
- Reserved (6 bits) : dành để dùng trong tương lai. Phải được thiết lập là 0.
- Control bits : các bit điều khiển
- URG : vùng con trỏ khẩn (Urgent Pointer) có hiệu lực.
- ACK : vùng báo nhận (ACK number) có hiệu lực.
- PSH : chức năng Push. PSH=1 thực thể nhận phải chuyển dữ liệu này
cho ứng dụng tức thời.
- RST : thiết lập lại (reset) kết nối.
- SYN : đồng bộ hoá các số hiệu tuần tự, dùng để thiết lập kết nối TCP.
- FIN : thông báo thực thể gửi đã kết thúc gửi dữ liệu.
- Window (16 bits): cấp phát credit để kiểm soát luồng dữ liệu (cơ chế của sổ).
Đây chính là số lượng các byte dữ liệu, bắt đầu từ byte được chỉ ra trong vùng
ACK number, mà trạm nguồn đã sẵn sàng để nhận
- Checksum (16 bits) : mã kiểm soát lỗi (theo phương pháp CRC) cho toàn bộ
segment (header + data)
- Urgent pointer (16 bits) : con trỏ này trỏ tới số hiệu tuần tự của byte đi theo
sau dữ liệu khẩn, cho phép bên nhận biết được độ dài của dữ liệu khẩn. Vùng
này chỉ có hiệu lực khi bit URG được thiết lập
- Options (độ dài thay đổi): khai báo các option của TCP, trong đó có độ dài tối
đa của vùng TCP data trong một segment
66
Giáo trình đào tạo Quản trị mạng và các thiết bị mạng
Trung tâm Điện toán Truyền số liệu KV1
- Padding (độ dài thay đổi) : phần chèn thêm vào header để bảo đảm phần
header luôn kết thúc ở một mốc 32 bits. Phần thêm này gồm toàn số 0.
- TCP data (độ dài thay đổi) : chứa dữ liệu của tầng trên, có độ dài tối đa ngầm
định là 536 bytes. Giá trị này có thể điều chỉnh bằng cách khai báo trong vùng
options.
Một tiến trình ứng dụng trong một host truy nhập vào các dịch vụ của
TCP cung cấp thông qua một cổng (port) như sau:
Một cổng kết hợp với một địa chỉ IP tạo thành một socket duy nhất trong
liên mạng. TCP được cung cấp nhờ một liên kết logic giữa một cặp socket. Một
socket có thể tham gia nhiều liên kết với các socket ở xa khác nhau. Trước khi
truyền dữ liệu giữa hai trạm cần phải thiết lập một liên kết TCP giữa chúng và
khi kết thúc phiên truyền dữ liệu thì liên kết đó sẽ được giải phóng. Cũng giống
như ở các giao thức khác, các thực thể ở tầng trên sử dụng TCP thông qua các
hàm dịch vụ nguyên thuỷ (service primitives), hay còn gọi là các lời gọi hàm
(function call).
NAP: Network Access Protocol
Cổng truy nhập dịch vụ TCP
I.2.3. Thiết lập và kết thúc kết nối TCP
Thiết lập kết nối
Thiết lập kết nối TCP được thực hiện trên cơ sở phương thức bắt tay ba
bước (Tree - way Handsake) hình 2.11. Yêu cầu kết nối luôn được tiến trình
trạm khởi tạo, bằng cách gửi một gói TCP với cờ SYN=1 và chứa giá trị khởi
1 2 3
TCP
IP
NAP
Userprocess
1 2
TCP
IP
NAP
Userprocess
Host Host Internet
67
Giáo trình đào tạo Quản trị mạng và các thiết bị mạng
Trung tâm Điện toán Truyền số liệu KV1
tạo số tuần tự ISN của client. Giá trị ISN này là một số 4 byte không dấu và
được tăng mỗi khi kết nối được yêu cầu (giá trị này quay về 0 khi nó tới giá trị
232). Trong thông điệp SYN này còn chứa số hiệu cổng TCP của phần mềm
dịch vụ mà tiến trình trạm muốn kết nối (bước 1).
Mỗi thực thể kết nối TCP đều có một giá trị ISN mới số này được tăng
theo thời gian. Vì một kết nối TCP có cùng số hiệu cổng và cùng địa chỉ IP
được dùng lại nhiều lần, do đó việc thay đổi giá trị INS ngăn không cho các kết
nối dùng lại các dữ liệu đã cũ (stale) vẫn còn được truyền từ một kết nối cũ và
có cùng một địa chỉ kết nối.
Khi thực thể TCP của phần mềm dịch vụ nhận được thông điệp SYN, nó
gửi lại gói SYN cùng giá trị ISN của nó và đặt cờ ACK=1 trong trường hợp sẵn
sàng nhận kết nối. Thông điệp này còn chứa giá trị ISN của tiến trình trạm
trong trường hợp số tuần tự thu để báo rằng thực thể dịch vụ đã nhận được giá
trị ISN của tiến trình trạm (bước 2).
Tiến trình trạm trả lời lại gói SYN của thực thể dịch vụ bằng một thông
báo trả lời ACK cuối cùng. Bằng cách này, các thực thể TCP trao đổi một cách
tin cậy các giá trị ISN của nhau và có thể bắt đầu trao đổi dữ liệu. Không có
thông điệp nào trong ba bước trên chứa bất kỳ dữ liệu gì; tất cả thông tin trao
đổi đều nằm trong phần tiêu đề của thông điệp TCP (bước 3).
TCP_A
TCP_B
Syn, Seq=x
Syn, Seq=y
Ack(x+1)
Ack(y+1)
a) thiết lập kết nối
TCP_A
TCP_B
Fin, Seq=x
Ack(x+1)
Fin, Seq=y,
Ack(x+1)
Ack(y+1)
b) Kết thúc kết nối
68
Giáo trình đào tạo Quản trị mạng và các thiết bị mạng
Trung tâm Điện toán Truyền số liệu KV1
Quá trình kết nối theo 3 bước
Kết thúc kết nối
Khi có nhu cầu kết thúc kết nối, thực thể TCP, ví dụ cụ thể A gửi yêu
cầu kết thúc kết nối với FIN=1. Vì kết nối TCP là song công (full-duplex) nên
mặc dù nhận được yêu cầu kết thúc kết nối của A (A thông báo hết số liệu gửi)
thực thể B vẫn có thể tiếp tục truyền số liệu cho đến khi B không còn số liệu để
gửi và thông báo cho A bằng yêu cầu kết thúc kết nối với FIN=1 của mình. Khi
thực thể TCP đã nhận được thông điệp FIN và sau khi đã gửi thông điệp FIN
của chính mình, kết nối TCP thực sụ kết thúc.
69
Giáo trình đào tạo Quản trị mạng và các thiết bị mạng
Trung tâm Điện toán Truyền số liệu KV1
PHẦN II
QUẢN TRỊ MẠNG
Quản trị mạng lưới (network administration) được định nghĩa là các
công việc quản lý mạng lưới bao gồm cung cấp các dịch vụ hỗ trợ, đảm bảo
mạng lưới hoạt động hiệu quả, đảm bảo chất lượng mạng lưới cung cấp đúng
như chỉ tiêu định ra.
Quản trị hệ thống (system administration) được định nghĩa là các công
việc cung cấp các dịch vụ hỗ trợ, đảm bảo sự tin cậy, nâng cao hiệu quả hoạt
động của hệ thống, và đảm bảo chất lượng dịch vụ cung cấp trên hệ thống đúng
như chỉ tiêu định ra.
Một định nghĩa khái quát về công tác quản trị mạng là rất khó vì tính
bao hàm rộng của nó. Quản trị mạng theo nghĩa mạng máy tính có thể được
hiều khái quát là tập bao gồm của các công tác quản trị mạng lưới và quản trị
hệ thống.
Có thể khái quát công tác quản trị mạng bao gồm các công việc sau:
Quản trị cấu hình, tài nguyên mạng : Bao gồm các công tác quản lý
kiểm soát cấu hình, quản lý các tài nguyên cấp phát cho các đối tượng sử dụng
khác nhau. Có thể tham khảo các công việc quản trị cụ thể trong các tài liệu,
giáo trình về quản trị hệ thống windows, linux, novell netware ...
Quản trị người dùng, dịch vụ mạng: Bao gồm các công tác quản lý
người sử dụng trên hệ thống, trên mạng lưới và đảm bảo dịch vụ cung cấp có
độ tin cậy cao, chất lượng đảm bảo theo đúng các chỉ tiêu đề ra. Có thể tham
khảo các tài liệu, giáo trình quản trị hệ thống windows, novell netware, linux,
unix, quản trị dịch vụ cơ bản thư tín điện tử, DNS...
Quản trị hiệu năng, hoạt động mạng : Bao gồm các công tác quản lý,
giám sát hoạt động mạng lưới, đảm bảo các thiết bị, hệ thống, dịch vụ trên
mạng hoạt động ổn định, hiệu quả. Các công tác quản lý, giám sát hoạt động
của mạng lưới cho phép người quản trị tổng hợp, dự báo sự phát triển mạng
lưới, dịch vụ, các điểm yếu, điểm mạnh của toàn mạng, các hệ thống và dịch vụ
70
Giáo trình đào tạo Quản trị mạng và các thiết bị mạng
Trung tâm Điện toán Truyền số liệu KV1
đồng thời giúp khai thác toàn bộ hệ thống mạng với hiệu suất cao nhất. Có thể
tham khảo các tài liệu, giáo trình về các hệ thống quản trị mạng NMS, HP
Openview, Sunet Manager, hay các giáo trình nâng cao hiệu năng hoạt động
của hệ thống (performance tuning).
Quản trị an ninh, an toàn mạng: Bao gồm các công tác quản lý, giám sát
mạng lưới, các hệ thống để đảm bảo phòng tránh các truy nhập trái phép, có
tính phá hoại các hệ thống, dịch vụ, hoặc mục tiêu đánh cắp thông tin quan
trọng của các tổ chức, công ty hay thay đổi nội dung cung cấp lên mạng với
dụng ý xấu. Việc phòng chống, ngăn chặn sự lây lan của các loại virus máy
tính, các phương thức tấn công ví dụ như DoS làm tê liệt hoạt động mạng hay
dịch vụ cũng là một phần cực kỳ quan trọng của công tác quản trị an ninh, an
toàn mạng. Đặc biệt, hiện nay khi nhu cầu kết nối ra mạng Internet trở nên thiết
yếu thì các công tác đảm bảo an ninh, an toàn được đặt lên hàng đầu, đặc biệt là
với các cơ quan cần bảo mật nội dung thông tin cao độ (nhà băng, các cơ quan
lưu trữ, các các báo điện tử, tập đoàn kinh tế mũi nhọn...).
Trong phần 2 của giáo trình này sẽ tập trung nghiên cứu sâu về một số
kiến thức, kỹ năng cơ bản và thông dụng nhất về quản trị mạng. Tuy nhiên, các
nội dung trình bày tại phần 2 sẽ không bao hàm hết được các nội dung đã khái
quát ở trên do sự phức tạp phong phú của bản thân mỗi nội dung cũng như giới
hạn về thời gian biên soạn. Với mục tiêu cung cấp các kỹ năng phổ biến nhất
giúp cho các học viên tiếp cận nhanh chóng vào công tác quản trị mạng để đảm
đương được nhiệm vụ cơ quan, công ty giao cho. Phần 2 của giáo trình sẽ bao
gồm :
- Tổng quan về bộ định tuyến trên mạng
- Hệ thống tên miền DNS
- Dịch vụ truy cập từ xa và dịch vụ proxy
- Firewall và bảo mật hệ thống
Học viên cũng có thể tham khảo bổ sung thêm kiến thức về quản trị
mạng với các giáo trình về mạng cục bộ, giáo trình về thư tín điện tử, giáo trình
về các hệ điều hành Windows, Linux, Unix là các nội dung biên soạn trong bộ
các giáo trình phục vụ đào tạo cho đề án 112.
71
Giáo trình đào tạo Quản trị mạng và các thiết bị mạng
Trung tâm Điện toán Truyền số liệu KV1
Chương 3 : Tổng quan về bộ định tuyến
Chương ba cung cấp các kiến thức cơ bản về bộ định tuyến trên mạng và
các bộ chuyển mạch lớp 3. Các thiết bị này là một phần thiết yếu của mạng
máy tính hiện đại và là các thiết bị hạ tầng cốt lõi. Các minh họa tường tận về
cấu trúc của các sản phẩm hãng Cisco sẽ giúp học viên nắm vững các lý thuyết
hệ thống đặc biệt là lý thuyết định tuyến. Phần nội dung cũng bổ sung các kỹ
năng cấu hình hoạt động của thiết bị trên các giao thức mạng WAN khác nhau
như Frame Relay, X.25...
Chương ba đòi hỏi các học viên cần có các kiến thức sơ khởi về các giao
thức trên mạng diện rộng như Frame Relay, x.25..., các kiến thức về địa chỉ lớp
2, lớp 3.
I. Lý thuyết về bộ định tuyến
I.1. Tổng quan về bộ định tuyến
Bộ định tuyến là thiết bị được sử dụng trên mạng để thực thi các hoạt
động xử lý truyền tải thông tin trên mạng. Có thể xem bộ định tuyến là một
thiết bị máy tính được thiết kế đặc biệt để đảm đương được vai trò xử lý truyền
tải thông tin trên mạng của nó và do đó nó cũng bao gồm các CPU, trái tim của
mọi hoạt động, bộ nhớ ROM, RAM, các giao tiếp, các bus dữ liệu, hệ điều
hành v.v...
Chức năng của bộ định tuyến là định hướng cho các gói tin được truyền
tải qua bộ định tuyến. Trên cơ sở các thuật toán định tuyến, thông tin cấu hình
và chuyển giao, các bộ định tuyến sẽ quyết định hướng đi tốt nhất cho các gói
tin được truyền tải qua nó. Bộ định tuyến còn có vai trò để xử lý các nhu cầu
truyền tải và chuyển đổi giao thức khác.
Vai trò của bộ định tuyến trên mạng là đảm bảo các kết nối liên thông
giữa các mạng với nhau, tính toán và trao đổi các thông tin liên mạng làm căn
cứ cho các bộ định tuyến ra các quyết định truyền tải thông tin phù hợp với cấu
hình thực tế của mạng. Bộ định tuyến làm việc với nhiều công nghệ đấu nối
mạng diện rộng khác nhau như FRAME RELAY, X.25, ATM, SONET, ISDN,
xDSL... đảm bảo các nhu cầu kết nối mạng theo nhiều các công nghệ và độ
72
Giáo trình đào tạo Quản trị mạng và các thiết bị mạng
Trung tâm Điện toán Truyền số liệu KV1
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- Chức năng chính của - Giao thức liên mạng IP(v4).pdf